Servizio Comunitario di Informazione in materia di Ricerca e Sviluppo - CORDIS

Verso un traghetto completamente elettrico

L’isola danese di Aero, situata nel Mar Baltico, è una delle poche isole non collegate alla terraferma da un ponte; di conseguenza, dipende dai traghetti per auto. Aero ha anche un’altra peculiarità: si propone di diventare al 100 % neutra in termini di emissioni di carbonio entro il 2025. Nonostante abbia già fatto grandi passi avanti per raggiungere questo obiettivo attraverso un’infrastruttura solare ed eolica completa, la sua dipendenza dai traghetti convenzionali per auto e passeggeri si pone come un notevole ostacolo.
Verso un traghetto completamente elettrico
Per superare tale barriera, il progetto E-ferry (Prototype and full-scale demonstration of next generation 100 % electrically powered ferry for passengers and vehicles) sta ideando, costruendo e collaudando un traghetto per veicoli e passeggeri completamente elettrico e a zero emissioni. Il traghetto all’avanguardia sarà in grado di percorrere 22 miglia nautiche (equivalenti a circa 40 km) con una carica, ossia per una distanza sette volte più lunga rispetto a qualsiasi altro traghetto elettrico al momento in funzione al mondo.

Per saperne di più, abbiamo intervistato la professoressa Trine Heinemann, coordinatrice del progetto.

Qual è l’obiettivo principale del progetto?

Il progetto si propone di dimostrare che un’alternativa ecologica può risultare sensata dal punto di vista economico per le flotte di traghetti e fornire un servizio efficiente ai passeggeri. Il nostro prototipo è molto vicino alla data di completamento e presto sarà messo in funzione. Una volta finalizzato, credo che avremo creato un traghetto completamente elettrico che non solo surclassa i traghetti elettrici esistenti in termini di distanza percorsa tra la carica e la capacità della batteria, ma propone anche soluzioni alternative ad alcune delle sfide e degli ostacoli che hanno scoraggiato gli operatori dal compiere passi verso l’elettrificazione.

Come viene caricato l’E-ferry?

Durante il funzionamento quotidiano, il traghetto attraccherà in media solo 20-25 minuti per caricare e scaricare auto, carichi e passeggeri. Ciò significa che è fondamentale che la ricarica inizi il più presto possibile e continui fino all’ultimo momento prima della partenza del traghetto.

Il caricatore dell’E-ferry può fornire fino a 4,4 megawatt (MWh) di corrente continua alla nave ed è completamente automatizzato in modo che la ricarica inizi non appena la nave è collegata alla sua rampa di attracco. Considerando il fatto che la posizione di una nave nel molo dipende sempre dalle maree, dalle condizioni meteorologiche e dal peso del suo carico, il progetto ha scelto una soluzione di ricarica posizionata sulla rampa, piuttosto che sulla riva. Poiché la rampa si muove sostanzialmente nello stesso modo della nave, ciò significa che la spina maschio sulla rampa dovrebbe sempre essere in grado di connettersi con la spina femmina sulla nave indipendentemente dalle condizioni di marea, meteorologiche o di carico.

Ci può dire di più sulla batteria?

L’ampia capacità del sistema di batterie è necessaria affinché l’E-ferry compia fino a sette viaggi al giorno. Tale «dimensionamento» non è un problema per le installazioni di batterie terrestri, ma per uso marittimo introduce una serie di sfide che devono essere affrontate. Ad esempio, le batterie sono pesanti e maggiore è la capacità necessaria, maggiore è il loro peso. Le batterie a bordo dell’E-ferry pesano circa 56 tonnellate. Più peso viene aggiunto, più energia è necessaria per far funzionare la nave.

Come avete affrontato la questione del peso?

Il prototipo E-ferry è stato progettato pensando sia al peso che al risparmio energetico. Ad esempio, lo scafo e la sovrastruttura del traghetto sono stati progettati per ridurre la resistenza sia sopra che sotto la linea di galleggiamento. Il risultato è una nave lunga e relativamente snella con alloggi compatti per passeggeri ed equipaggio. Inoltre, sono stati utilizzati materiali leggeri laddove possibile, tra cui un ponte in alluminio e mobili di coperta realizzati con carta riciclata. Un’altra importante misura per risparmiare peso è rappresentata dal sistema di propulsione elettrica appositamente progettato, estremamente compatto e leggero, che pesa solo 750 kg per il più grande motore di propulsione.

Inoltre, siamo in grado di risparmiare un peso significativo caricando l’impianto elettrico della nave con corrente continua, piuttosto che con la CA/CC tipicamente fornita da una rete on-shore. Tuttavia, i sistemi di batterie che funzionano su CC devono essere convertiti tra la rete on-shore e le batterie stesse, il che richiede l’uso di motori, convertitori, filtri e controlli, tutti tradizionalmente collocati a bordo di una nave. Tuttavia, sull’E-ferry la corrente viene convertita a terra e la nave viene caricata con CC. Ciò significa che i molti componenti grandi e pesanti necessari per la conversione possono essere collocati a terra anziché a bordo della nave, consentendo un notevole risparmio di peso.

Le batterie possono essere infiammabili. Come avete affrontato il rischio di incendio?

Abbiamo semplicemente progettato un sistema di batterie specifico per uso marittimo. È dotato di un sistema di soppressione di incendi in schiuma che inietta automaticamente una schiuma organica in una parte specifica della batteria quando si verifica un incidente termico in una delle 840 batterie della nave. La schiuma funziona non solo per estinguere qualsiasi potenziale incendio della batteria interessata, ma anche per raffreddare le batterie circostanti in modo che l’incidente termico non si diffonda.

Cosa possiamo aspettarci una volta che l’E-ferry salperà?

Una volta terminato, l’E-ferry rappresenterà un approccio rivoluzionario ai collegamenti via traghetto di medio raggio. In primo luogo, l’E-ferry dovrebbe ridurre le emissioni di 2 000 tonnellate di CO2, 41 500 kg di NOx e 1 350 kg di SO2 all’anno rispetto a un traghetto convenzionale della stessa capacità. Sarà anche più silenzioso e avrà una scia più piccola, riducendo ulteriormente il suo impatto ambientale e migliorando al contempo la qualità della vita di coloro che vivono nei porti e non da ultimo dei passeggeri e membri dell’equipaggio a bordo del traghetto.

Fonte: Intervista tratta dalla rivista Research*eu n. 77

Informazioni correlate